Nieskończoność kwantowa
Należy wejść w zagadnienia ELEKTRODYNAMIKI KWANTOWEJ. Są zatem przykładowe dwa ładunki: ELEKTRON i MION. Ten ostatni jest mocno spokrewniony z elektronem, tylko około 200 razy cięższy; na ziemię dostarcza go ciągłe promieniowanie kosmiczne.
Zarówno elektron jak i mion są ujemnie naładowane. Fizyka klasyczna opisuje ich oddziaływanie klasycznie: odpychają się z jakąś siłą Coulomba. Kwantowe podejście opisuje to oddziaływanie inaczej…
Elektron i mion oddziaływają na siebie poprzez wymianę … FOTONU. Obrazowo: mion i elektron, zbliżając się do siebie, na tyle blisko, aby odepchnąć się POPRZEZ wymianę fotonu, czyli PRZEPŁYW energii i pędu fotonu elektronu do mionu lub odwrotnie.
Fizyka klasyczna zakłada, że wymieniony zostaje tylko JEDEN foton. Fizyka kwantowa udowadnia, że elektron i mion mogą wymienić zacznie więcej fotonów. To nie wszystko. Elektron i mion wymieniają fotony … same z sobą! I właśnie ta suma wymienianych fotonów samych z sobą i wzajemnie jest NIESKOŃCZONA. Tak, to trudno sobie wyobrazić, że powstaje coś nieskończonego w skończonym czasie. Ale takie paradoksy wciąż oferuje mechanika kwantowa.
Nieskończoność jest wynikiem obliczeń dokonywanych analogowo („ręcznie”). To rachowanie odbywa się w oparciu o diagramy. To taka uproszczona metoda obliczeniowa, w którą nie warto teraz się zagłębiać.
W 1947 dokonano przełomu. Metodą pośrednią określono, jak odejmować te nieskończoności i dojść do SKOŃCZONEGO wyniku. Przecież liczba oddziaływań – wymian fotonu – pomiędzy elektronem i mionem powinna być skończona.
Matematyka nie wypracowała jeszcze jednoznacznej metody analizy funkcjonalnej, aby obliczać tę skończoną ilość wymian fotonów pomiędzy elektronem a mionem. Obecna, POŚREDNIA procedura działa, dając poprawne wyniki, ale nie wiadomo dlaczego działa.
W fizyce klasycznej także pojawił się problem z nieskończonością energii pojedynczego ładunku, jeżeli przyjmiemy jego punktowość, czyli zerowy promień ładunku. Przy oddziaływaniu dwóch ładunków także pojawiały się operacje na dwóch nieskończonościach, ale w fizyce klasycznej ARBITRALNIE pomija się te dwie nieskończoności i pozostawia się wyłącznie siłę oddziaływania ładunków – Coulomba.
Trudno sobie ten proces wymiany fotonów wyobrazić, ale tak podobno jest i tak właśnie definiowana jest NIESKOŃCZONOŚĆ KWANTOWA. Ale czy to jest prawdziwa nieskończoność?
Ona wynika z założenia ciągłości czasoprzestrzeni, która zakłada jej punktową płynność. Przy tym założeniu energie są dowolnie duże. Jest zatem podobnie, jak w fizyce klasycznej, gdzie założenie punktowości ładunku dawało nieskoczenie wielką energię tegoż ładunku.
Można to rozumieć wyłącznie intuicyjnie. Ale warto mieć pojęcie o różnych wcieleniach nieskończoności. Kwantowa jest szczególnie zdumiewająca, ale sama mechanika kwantowa ciągle zaskakuje, bo współczesna fizyka ją nie w pełni wyjaśnia.
To może się wydawać trochę żenujące, że coś w fizyce i matematyce działa, ale nie wiadomo dlaczego działa. Wiele zasadniczych spraw fizyka nie umie wyjaśniać. Trzeba to przyjąć i wierzyć, że kiedyś tajemnice i zagadki Wszechświata będą w większej skali rozwiązane.
